[发明专利]硫基聚合物锂离子电池的循环方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物锂离子电池的循环方法，尤其涉及一种硫基聚合物锂离子电池的循环方法。

背景技术

硫基聚合物作为锂离子电池正极活性材料，具有比容量高、资源丰富、成本低等优点，有望成为新一代锂离子电池的正极材料，目前已经成为锂离子电池领域的研究热点。

然而，相比于过渡族金属氧化物正极活性材料，硫基聚合物在脱嵌锂的过程中体积会发生较大变化，在嵌锂过程中，硫基聚合物的体积逐渐增大，在脱锂过程中，硫基聚合物的体积逐渐减小。随着充放电循环次数的增加，电极的体积变化使电极产生粉化，电极中硫基聚合物与导电剂逐渐脱落分离，而导致电失活，从而使锂离子电池的比容量随着循环的进行不断衰减，使锂离子电池的库仑效率和容量保持率较低。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种体积变化得到抑制，并具有较高充放电库仑效率及容量保持率的硫基聚合物锂离子电池。

一种硫基聚合物锂离子电池的循环方法，其包括：将电极活性材料包括硫基聚合物的锂离子电池在第一电压区间充放电，并满足以下（1）及（2）中至少一个条件：（1）该第一电压区间的放电终止电压大于该硫基聚合物的放电截止电压；（2）该第一电压区间的充电终止电压小于该硫基聚合物的充电截止电压。

一种硫基聚合物锂离子电池的循环方法，其包括：将电极活性材料包括硫基聚合物的锂离子电池在第一电压区间充放电；以及在所述第一电压区间充放电后将所述锂离子电池在第二电压区间充放电，并且满足以下（1）及（2）中至少一个条件：（1）该第一电压区间的放电终止电压大于该第二电压区间的放电终止电压；（2）该第一电压区间的充电终止电压小于该第二电压区间的充电终止电压。

相较于现有技术，本发明实施例通过预先将该锂离子电池在比正常工作电压区间小的电压区间进行充放电，可以使锂离子电池在后续的正常工作中的体积变化得到抑制，从而改善锂离子电池的库仑效率和容量保持率。

附图说明

图1为本发明实施例硫化聚并吡啶、单质硫及聚并吡啶的拉曼光谱比较图。

图2为本发明实施例锂离子电池充放电电压曲线图。

图3为本发明实施例锂离子电池在不同电压区间下进行充放电循环测试曲线比较图。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本发明实施例的硫基聚合物作为锂离子电池电极的使用方法。

本发明实施例提供一种硫基聚合物作为锂离子电池电极的使用方法。该使用方法包括：

将电极活性材料包括硫基聚合物的锂离子电池在第一电压区间充放电，并满足以下（1）及（2）中至少一个条件：

（1）该第一电压区间的放电终止电压大于该硫基聚合物的放电截止电压；

（2）该第一电压区间的充电终止电压小于该硫基聚合物的充电截止电压。

在将锂离子电池充放电的过程中，随着充电和放电的进行，电池的电压对应增大或减小，因此，当该锂离子电池的电压增大或减小到一个预定的终止电压，该充电或放电过程终止，在该充放电的过程中电流可以始终恒定或至少部分时间恒定。将锂离子电池从放电终止电压充电至充电终止电压后再将该锂离子电池从该充电终止电压放电至放电终止电压这一过程为将该锂离子电池充放电循环一次。该放电终止电压至该充电终止电压之间的区间定义为一第一电压区间。

在锂离子电池领域，电极活性材料的充电截止电压为保证该电极活性材料在充电过程中的可逆的氧化还原反应充分进行的电压，通常比该可逆的氧化还原反应的电压稍大，电极活性材料的放电截止电压为保证该电极活性材料在放电过程中的可逆氧化还原反应充分进行的电压，通常比该可逆氧化还原反应的电压稍小，该充电截止电压和放电截止电压均可根据现有技术的不同电极活性材料加以确定。在现有技术中的电池循环均是在充电截止电压和放电截止电压之间循环，该充电截止电压至放电截止电压之间的电压区间是该锂离子电池的正常工作的电压区间，而第一电压区间是比正常工作电压区间小的电压区间。由于硫基聚合物锂离子电池在锂离子的嵌入和脱出的过程中伴随有体积变化，使锂离子电池的比容量随着循环的进行不断衰减，使锂离子电池的库仑效率和容量保持率较低。通过预先将该锂离子电池在比正常工作电压区间小的电压区间进行充放电，可以使锂离子电池在后续的正常工作中的体积变化得到抑制，从而改善锂离子电池的比容量、库仑效率和容量保持率。可以理解，所述将电极活性材料包括硫基聚合物的锂离子电池在第一电压区间充放电的步骤是在该锂离子电池的化成阶段进行，优选是该锂离子电池组装好后的首次或前几次充放电。